(57)【要約】【課題】部分放電や水トリーの発生を抑制できるワイヤハーネス用電線を提供する。【解決手段】導体１０と、導体１０の外方に形成される絶縁層３０と、絶縁層３０上に形成される外部半導電層４０とを有し、導体１０と絶縁層３０との間に内部半導電層を有しないワイヤハーネス用電線である。電線の外側付近、つまり絶縁層３０の外側に外部半導電層４０を設けることで、絶縁層３０とシールド層５０との界面における微小なギャップを埋め、部分放電の発生を抑制することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体と、導体の外方に形成される絶縁層と、絶縁層上に形成される外部半導電層とを有し、導体と絶縁層との間に内部半導電層を有しないことを特徴とするワイヤハーネス用電線。
【請求項２】
外部半導電層は、樹脂と導電性フィラーとの混合物で構成され、
前記樹脂はポリエチレン、ポリ塩化ビニルおよびポリ酢酸ビニルよりなる群から選択される少なくとも一種で構成され、
前記導電性フィラーはカーボンブラックであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤハーネス用電線。
【請求項３】
外部半導電層の抵抗率が１０３〜１０４Ω・ｃｍであることを特徴とする請求項１または２に記載のワイヤハーネス用電線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤハーネス用電線に関するものである。特に、高電圧ワイヤハーネスに好適で、部分放電や水トリーの発生を抑制できるワイヤハーネス用電線に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から自動車のワイヤハーネス用電線として、図２に記載のものが知られている。これは中心側から順に導体１０、絶縁層３０、シールド層５０、シース６０を具えている（例えば特許文献１参照）。このような電線は、通常の内燃機関を用いた自動車は勿論、電気自動車やハイブリッド車などにも利用されている。例えば、ハイブリッド車では、バッテリーから３００Ｖ以下の直流をインバータに供給し、インバータで３相交流に変換して車両駆動用のモーターに給電している。車両減速時にはモーターが発電機として機能し、発生した回生電力をインバータに供給して直流に変換し、バッテリーの充電に供している。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１２４６０８号公報（図１７）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の電線では、特に高電圧対応を考慮した場合、次のような問題があった。
【０００５】
▲１▼部分放電が発生し、絶縁劣化に至るおそれがある。
従来のワイヤハーネス用電線は、３００Ｖ程度の電圧での利用を考えており、より高電圧での利用に適した構成が施されていない。そのため、より一層の高電圧での電線の利用を考えた場合、絶縁層とシールド層との界面に微小なギャップが存在すれば、そのギャップで部分放電が生じることにより、長期的には絶縁劣化に至ることが想定される。
【０００６】
▲２▼水トリーが発生し、絶縁劣化に至るおそれがある。
電線に水が接触する状態で継続的に課電すると、電界の影響を受けて、水が絶縁層内に樹木が成長するように浸透する水トリーが発生し、水トリーの進展から絶縁破壊に至ることがある。水トリーは、水が存在する環境下において、電線内部にボイドや突起など電界の集中する箇所があると、そこを起点にして発生・進展する。特に、絶縁層とシールド層との界面に微小なギャップが存在すれば、そのギャップが水トリーの起点となるおそれがある。そのため、より一層の高電圧での電線の利用を考えれば、水トリーの発生も抑制できる工夫が電線に求められる。
【０００７】
従って、本発明の主目的は、部分放電や水トリーの発生を抑制できるワイヤハーネス用電線を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電線に外部半導電層を設けることで上記の目的を達成する。
すなわち、本発明ワイヤハーネス用電線は、導体と、導体の外方に形成される絶縁層と、絶縁層上に形成される外部半導電層とを有し、導体と絶縁層との間に内部半導電層を有しないことを特徴とする。
【０００９】
ハーネスを車体へ組み付ける際、ハーネス用電線を作業員が踏み付ける等して電線に外力が作用すると、特に電線の外側に近い箇所が変形することが考えられる。この変形により、絶縁層とシールド層との界面にギャップが生じた場合、電線への課電によりギャップが擬似的にコンデンサとして機能し、電荷が蓄積される。電荷が蓄積されるとギャップで部分放電が発生し、絶縁層が徐々に劣化して絶縁破壊に至ることが考えられる。
【００１０】
本発明では、電線の外側付近、つまり絶縁層の外側に外部半導電層を設けることで、絶縁層とシールド層との界面における微小なギャップを埋め、部分放電の発生を抑制することができる。また、これら微小なギャップをなくすることで、水トリーの発生の起点をなくすこともでき、水トリーの発生に起因する絶縁劣化を抑制することができる。
【００１１】
本発明電線では内部半導電層は設ける必要はない。導体と絶縁層との界面は電線の内部側であり、ケーブルに外力が作用しても絶縁層の弾力によりある程度外力が緩和され、部分放電を生じるようなギャップの発生が抑制できていると考えられるからである。また、内部半導電層を設けないことにより、絶縁層と外部半導電層とを２層同時押し出しすることができ、３層を同時押し出しする場合に比べて製造工程を簡略化できる。
【００１２】
以下、本発明をより詳しく説明する。
導体は、必要な送電容量が確保できるものであればよく、特に材質・構成が限定されるわけではない。材質としては、銅線、錫めっき銅線、アルミ線、アルミ合金線、鋼心アルミ線、カッパーフライ線、ニッケルめっき銅線、銀めっき銅線、銅覆アルミ線などが挙げられる。導体の構成としては、単線とより線が考えられるが、一般に複数の素線をより合せたより線構造が好適である。
【００１３】
外部半導電層は、樹脂と導電性フィラーとの混合物で構成することが好ましい。導電性フィラーの混合により、所定の導電率を半導電層に付与することができる。樹脂はポリエチレン、ポリ塩化ビニルおよびポリ酢酸ビニルよりなる群から選択される少なくとも一種が望ましい。フィラーはカーボンブラックが好適に利用できる。
【００１４】
その他、外部半導電層の好適な材質として、特開平６−２０３６５１号公報に記載のものもある。すなわち、（Ａ）酢酸ビニル含有量３０〜７０質量％のエチレン−酢酸ビニル共重合体、及びアクリル酸エチル含有量２０〜４０質量％のエチレン−アクリル酸エチル共重合体からなる群より選ばれた少なくとも１種の共重合体１００重量部に対して、（Ｂ）導電性カーボンブラック２０〜１００重量部、及び（Ｃ）分子中に少なくとも１つのエポキシ基を持ち、かつ、融点が４０℃以上のエポキシ化合物０．５〜５０重量部を含有する組成物である。
【００１５】
また、外部半導電層の抵抗率を１０３〜１０４Ω・ｃｍとすることが好ましい。このような抵抗率を確保することで、部分放電の抑止の点で望ましい。この抵抗率の下限を下回ると、半導電層に電流が流れることによるジュール熱の発生の原因となる。逆に、上限を超えると抵抗率が高くなりすぎ、絶縁層とシールド層との界面における電位傾度の緩和効果が十分期待できない。
【００１６】
この外部半導電層は、押し出しにて形成することが好ましい。押し出しにて外部半導電層を形成すれば、導電性布テープを利用した場合と異なって導電性布テープの端部やケバなどの不整部がなく、水トリーの起点を排除することができる。
【００１７】
絶縁層は電線の電圧に応じた耐電圧性を具える構成とする。絶縁層の材質としては、エチレンプロピレンゴム、ビニル樹脂（例えばポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリスチレンなど）、ポリエチレン、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、珪素ゴム、ポリテトラフルオロエチレンなど挙げられる。特に、架橋ポリオレフィン、中でも架橋ポリエチレンが好適である。この絶縁層は、外部半導電層と同時押し出しまたはタンデム押し出しすることが好ましい。これら両層を同時または連続して押し出すことで、層間に異物が混入したりギャップが生じることを抑制できる。
【００１８】
通常、本発明電線は、外部半導電層の上にシールド層を形成し、さらにシールド層の上にシースを設ける。シールド層は銅線などの金属線の編組材を用いることが望ましい。シールド層を設けることで、誘導防止用の遮蔽と危険防止用の遮蔽を行うことができる。シースは、一般にクロロプレンゴム、ビニル樹脂、ポリエチレンなどで構成される。シースを設けることで、絶縁層（シールド層）の機械的保護を図ることができる。
【００１９】
本発明ワイヤハーネス用電線は、高電圧用途に利用することが好適である。特に４００Ｖ以上、より好ましくは６００Ｖ以上、さらに好ましくは１ｋＶ以上での利用が期待できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明電線の断面図である。
この電線は中心から順に、導体１０、絶縁層３０、外部半導電層４０、シールド層５０、シース６０を具えている。
【００２１】
ここでは、０．３２ｍｍ径の軟銅線を１９本より合わせて撚り素線を形成し、さらに、この撚り素線を１９本より合わせて公称断面積３０ｓｑの導体１０を構成した。
【００２２】
この導体１０の直上に絶縁層３０が形成される。この絶縁層３０は押し出しにより形成した。絶縁層３０の材質は架橋ポリエチレンであり、その厚さは１．１ｍｍである。この絶縁層３０は次に述べる外部半導電層と同時押し出しにより形成する。両層を同時押し出しすることで、層間に異物が混入したりギャップができるおそれが少なく、部分放電の抑制に一層効果的である。
【００２３】
続いて、絶縁層３０の上に外部半導電層４０を形成する。外部半導電層４０も押し出しにより形成した。外部半導電層４０の材質はポリ塩化ビニルにカーボンブラックを配合した混合物を用いた。得られた外部半導電層４０の厚さは０．３ｍｍ、抵抗率は１０３Ω・ｃｍである。
【００２４】
外部半導電層４０の上にはシールド層５０が形成される。シールド層５０は、０．３２ｍｍ径の錫めっき銅線からなる編組材を用いた。
【００２５】
そして、シールド層５０の上にシース６０を形成する。ここでは、ポリ塩化ビニルを厚さ１．０ｍｍに押し出してシース６０を形成した。
【００２６】
このような電線と図２に記載の従来の電線について、部分放電試験を行った。試験方法は、ＪＥＣ−０４０１の規定に基づいて行った。その結果、本発明電線は従来電線に比べて部分放電特性に優れることが確認できた。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明ワイヤハーネス用電線によれば、絶縁層の外方に外部半導電層を設けることで、絶縁層とシールド層との界面における微小なギャップを埋め、部分放電の発生を抑制することができる。特に、電線利用時に作用した外力により絶縁層外周に変形が生じ、その変形がギャップ発生の起点となることを抑制できる。
【００２８】
また、これら微小なギャップをなくすることで、水トリーの発生の起点をなくすこともでき、水トリーの発生に起因する絶縁劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明ワイヤハーネス用電線の断面図である。
【図２】従来のワイヤハーネス用電線の断面図である。
【符号の説明】
１０  導体
３０  絶縁層
４０  外部半導電層
５０  シールド層
６０  シース
【図１】
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【図２】
2005019168.tif 000004